عنصر النيتروجين هو عبارة عن أحد العناصر الكيميائية يرمز له بالرمز N يتواجد في الجدول الدوري ويمتلك رقم ذري 7، يصنف على أنه مادة غير فلزية، كما أن النيتروجين غاز في درجة حرارة الغرفة.
اكتشاف عنصر النيتروجين
اسم النيتروجين مشتق من الكلمة اللاتينية (nitrum) واليونانية (nitron) ل “الصودا الأصلية” وجينات “التشكيل”، حيث اكتشف الطبيب والكيميائي الاسكتلندي دانيال رذرفورد النيتروجين في عام 1772 ميلادي.
قام الطبيب الاسكتلندي دانيال راذرفورد باكتشاف النيتروجين في عام 1772 ميلادي، وهو يعد خامس أكثر العناصر وفرة في الطبيعة ويشكل حوالي 78٪ تقريبا من الغلاف الجوي للأرض، والذي يحتوي على ما يقدر بنحو 4000 تريليون طن من الغاز، حيث يتم الحصول على النيتروجين من الهواء المسال من خلال عملية ما، حيث تعرف هذه العملية باسم التقطير التجزيئي.
تم إزالة عنصر الأكسجين وثاني أكسيد الكربون من الهواء وأظهر أن الغاز المتبقي لن يدعم عملية الاحتراق أو الكائنات الحية، حيث أنه وفي نفس الوقت كان هناك علماء آخرون معروفون بشهرتهم يعملون على محاولة حل مشكلة النيتروجين، حيث شمل هؤلاء العلماء سكيل وكافنديش وبريستلي وعلماء آخرين، كما وأطلقوا عليه “الهواء المحترق” أو “الهواء النفاث”، وهو ما يقصد به الهواء بدون أكسجين.
يشكل غاز النيتروجين (N2) ما يقارب 78.1٪ من هواء الأرض من حيث الحجم، حيث أنه بالمقارنة فإن الغلاف الجوي للمريخ يتكون من نسبة 2.6٪ فقط من النيتروجين، حيث أنه يكون من مصدر قابل للاستنفاد في غلافنا الجوي، كما أنه يمكننا الحصول على غاز النيتروجين عن طريق عملية الإسالة أو عملية التقطير التجزيئي، كما أنه يوجد النيتروجين في جميع الأنظمة الحية كجزء من تكوين المركبات البيولوجية.
تتشكل كل من نترات الصوديوم (NaNO3) ونترات البوتاسيوم (KNO3) عن طريق عملية تحلل المواد العضوية مع وجود مركبات من هذه المعادن، حيث أنه في بعض المناطق الجافة من العالم يتواجد هذا الملح الصخري بكميات كبيرة، كما وأنها تستخدم كأسمدة للتربة، وهناك مركبات نيتروجين غير العضوية أخرى وهي كالتالي: حمض النيتريك (HNO3) والأمونيا (NH3) والأكاسيد المختلفة (NO ، NO2 ، N2O4 ، N2O)، بالإضافة إلى السيانيد (CN-)، وغيرها من المركبات.
تعد دورة النيتروجين واحدة من أهم العمليات الموجودة في الطبيعة للكائنات الحية، حيث أنه وعلى الرغم من أن غاز النيتروجين يعد خامل نسبيًا، إلا أن البكتيريا الموجودة في التربة قادرة على أن تقوم بعملية “تثبيت” للنيتروجين في شكل قابل للاستخدام والاستفادة منه مثلا كسماد للنباتات، بعبارة أخرى قدمت الطبيعة طريقة لعملية إنتاج النيتروجين لنمو النباتات.
تأكل الحيوانات المواد النباتية حيث يتم العمل على دمج النيتروجين في نظامها، ويتم ذلك بشكل أساسي كبروتين، تكتمل الدورة عندما تقوم بكتيريا أخرى بالعمل على تحويل نفايات مركبات النيتروجين إلى غاز النيتروجين، ومن المهم ذكر أن النيتروجين يعد عنصر حاسم في الحياة بشكل عام، حيث أنه مكون من جميع البروتينات.
